改进电子计算机的存储装置

【苏联《在国外》周刊第三十九期转载英国《经济学家》周刊文章】题：改进电子计算机的存储装置
最近十五年来微电子学领域的成就同计算机单位容量价格的不断大幅度下降有关。例如在这段期间里，硅存储元件的价格与容量之比平均每年下降百分之三十五。这个速度能够保持下去吗？看来可以，因为美国国际商用机器公司不久前宣布它制成了容量为一百万比特（二进制信息单位）的存储元件。日本微电子技术设备生产者也展示了自己的容量为一百万比特的存储元件样品。
但是国际商用机器公司的代表确定，他们在使用生产容量为六十四千比特和七十二千比特元件的同样设备情况下成功地制造了容量为一兆比特的动态直接存取存储器。他们还声称，新型存储元件电路的线宽已缩小到一微米。
在制作新型存储元件时，主要问题是生产者已经熟悉的任务：如何缩小存储单元和蚀刻在晶片上的电路的线宽，以便提高它们的密度。已知的借助气体和液体化学剂进行化学蚀刻，或者使用紫外线的方法刻制电路的工艺，可以使电路的线宽达到半微米，它比制造一兆比特存储元件时所要求的线宽细得多。但是还有其他问题。
除缩小电路线宽以外，设计者们还力求缩小存储单元的尺寸和彼此之间的距离。在动态直接存取存储器里，每个单元都可带不大的电荷，计算机以电路的通断来代表一和零。存储单元应当带有足够的电荷，以便电子计算机在计算时不致出错。而且为了保证操作准确，存储元件应处在相当于五伏左右的最小电压下。一块晶片中的存储单元数量增加，使得在晶体表面积聚电荷的空间缩小。现在正在研究一种在晶体上刻制小沟的建议，目的是扩大每个存储单元周围的表面，从而提高表面电容。由于单元密度高，这项任务难以完成。
电子计算机存储器带的电荷量小，除了使得计算困难之外，还容易受到制作元件及其外壳的材料自然辐射的影响。辐射不仅导致存储单元中暂时性故障，它还引起可能使元件受到损坏的电压突然跳跃。在使用容量为六十四千比特元件时已经遇到了这个问题，随着容量增加和各个元件里电荷的减小，这个问题将变得复杂起来。
一兆比特的元件是根据新工艺生产的，和当前使用的六十四千比特元件制造工艺不同。两种工艺的差别在于通过半导体传送电荷的方法不同。纯硅导电性差。如果在纯硅里掺入磷或硼杂质，它就变成半导体。因此在硅里形成电子剩余或电子缺乏区。在一种传电类型中，电荷的转移由带负电荷的剩余电子来实现，在另外一种传电类型中，电子挨个填补带正电荷的空穴，形成正电荷的反向流动。容量为一兆比特的元件大大改变了使用存储器的方法。它们将更多地使用于微处理器，并且将部分代替象圆盘那种动作很慢的存储载体。
缩小存储单元尺寸将刺激用户使用把存储元件结合成一个组件，即所谓超级计算器的微处理器。人们认为，五年后有可能在一块硅晶体片上制成一兆比特的存储元件和三十二比特的微处理器。